薄膜标签在机载电子设备结构的应用

　　机载电子设备上用的标牌多为铝合金材料加工而成。随着复合材料的出现，给标牌的设计提供了更多的选择，本文介绍了常用薄膜标签的材料，并选择性能优异的材料进行标牌设计，并完成了相应的试验验证，证明薄膜标签可作为电子设备中的标牌材料进行应用。

　　关键词:机载电子设备;薄膜标签;材料

　　近些年，随着我国航空事业的蓬勃发展，相应的机载电子设备发展迅速，随之而来的，对机载电子设备标识技术也提出了更高、更新的要求，尤其是在民机行业，一个产品通常需要粘贴多种类型的标签。传统机载电子设备上的标牌通常采用金属材料制作。根据GB/T13306-91《标牌》中规定的标牌常用材料有工业纯铝(L1、L2、L3、L4)、不锈钢(0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、1Cr17)、铸钢、轧制薄钢板、热固性和热塑性塑料、黄铜板(H62、H68)等，其安装方式多采用铆钉或螺钉安装。在具体使用过程中，铝制标牌存在生产周期长、安装复杂、更换难等问题，而且随着条形码、二维码的标识需求，铝制标牌成本也比较高。随着材料技术的更新和发展，新的材料不断出现，比如PET、PVC或PTFE等材料。本文将对这些可能应用在机载电子设备上的材料进行分析，并选择PTFE材料进行了薄膜标签产品的试制和试验。

　　1国外机载电子设备的标牌和目前标牌的需求

　　国外机载电子设备目前较为常用的是薄膜标牌，尤其是民机机载电子设备上，民机机载电子设备由于适航要求，一个产品上需要有产品信息标牌、产品编号标牌、产品识别标牌、工作电源标牌、产品状态标牌、静电防护标牌等若干种标牌，其中产品状态标牌还需要根据产品的状态(地面件、装机件)对标牌进行更换，产品信息标牌需包含产品信息的条形码和二维码。图1是粘贴有多个类型的国外产品图示。图1国外产品标识机载电子设备使用的薄膜标牌与常见的标签不同，除了能够满足产品标识的功能外，必须具备可满足机载电子设备环境要求和使用要求的高可靠性。对目前机载电子设备的使用环境进行搜集和整理，梳理出薄膜标牌应能够满足以下基本性能需求:(1)标牌内容可采用打印机直接打印;(2)标牌内容应可清晰辨别;(3)标牌有背胶，便于粘接;(4)标牌内容应不可用水、酒精等清洗液擦除;(5)标牌应防水、防油污，不可撕破;(6)粘贴应牢靠，无水泡、褶皱、毛边不能有影响使用的表面缺陷;(7)满足GJB150或DO-160中的相关试验条件，如湿热试验、盐雾试验、霉菌试验等。

　　2不同材料薄膜标牌性能对比

　　目前，常用的薄膜标签材料有PVC、PET及PTFE三种，针对这三种材料的物理、化学属性进行对比分析。

　　2．1PVC材料概述

　　聚氯乙烯，英文简称PVC(Polyvinylchloride)，是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的热塑性树脂聚合物，通常另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等，广泛应用于防腐管道、管件、输油管、插头、插座、电缆、雨衣等方面。PVC材料的特性如下:(1)相对密度1．4g/cm3左右;(2)玻璃化温度77～90℃，170℃左右开始分解;(3)PVC具有良好的化学稳定性。耐大多数油类、醇类和脂肪族的侵蚀，但不耐芳烃、氯代烃、酯类等有机溶剂，环己酮、四氢呋喃、二氯乙烷等是PVC良好溶剂;(4)PVC是体积电阻率和介电强度较高、介电损耗较小的电绝缘材料之一;(5)PVC很坚硬，溶解性也很差，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低;(6)PVC对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。

　　2．2PET材料概述

　　聚对苯二甲酸乙二醇酯高聚合物(PET)，是乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物，表面平滑而有光泽，广泛应用于纺织工业、电器绝缘材料、片基和基带等方面。PET材料的特性如下:(1)相对密度1．38g/cm3左右;(2)耐高温，可在120℃内长期使用，短期内最高温可达150℃;(3)良好力学性能，PET膜的拉伸强度很高，可与铝箔媲美，是HDPE膜的9倍，是PC和PA膜的3倍;(4)耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂;(5)气体和水蒸气渗透率低，有优良的阻气、水、油及异味性能，同时透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好;(6)PET虽为极性聚合物，但电绝缘性优良，在高频下仍能很好保持。

　　2．3PTFE材料概述

　　聚四氟乙烯(Teflon或PTFE)，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力，广泛应用于包装、电子电器、化工能源、耐腐蚀材料等方面。PTFE材料的特性如下:(1)相对密度2．2g/cm3左右;(2)耐高温，使用工作温度达250℃;(3)耐腐蚀，对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂;(4)聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低，而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高;(5)PTFE耐候性优良，对光和臭氧稳定，有塑料中最佳的老化寿命。PTFE不能燃烧，具有自熄性能。基于以上对三种材料特性的对比，可以看出三种材料在物理和化学性能方面各有特点。依据机载电子设备的使用环境情况，要求材料应能耐受125℃的高温环境，具有较好的三防性能，并考虑到PTFE材料相对于另外两种，对环境更加友好，因此选择PTFE材料进行产品试制。

　　3标牌试制及试验验证

　　经过以上论证，择优选用PTFE材料进行标签的试制，标签采用热转印打印技术制作。标签产品如图2所示。以上产品，完成验证如下:(1)重量指标测试，对比相同大小铝标牌，重量减小90%以上;(2)完成GJB150中的湿热试验、盐雾试验、霉菌试验，均顺利通过;(3)根据型号要求，完成高低温试验，顺利通过。

　　4结论

　　随着机载电子设备功能的越发丰富，对标识的需求就越复杂，研发一种低成本、高效的标签设计方案势在必行。本文首先对常见的三种复合材料(PVC、PET和PTFE)进行物理、化学特性的对比分析，经过对比，择优采用PTFE材料研制了机载电子设备的标签产品，并完成了霉菌试验、湿热试验、盐雾试验和高低温试验，证明PTFE材料可以作为机载电子设备标签的材料，同时为其他复合材料的应用和推广提供了有益的思考。后续还将对其材料性能进行更进一步的试验验证，并进行其他材料的应用研究，为机载电子设备的结构设计提供更多的材料选择。

　　参考文献:

　　［1］GB/T13306-91标牌［S］．［2］刘桂林，等．Mg/PTFE薄膜制备与性能表征［J］．含能材料，2010(2):205-208．

　　［3］营营，等．PTFE膜材单向拉伸性能［J］．建筑材料学报，2010(4):219-223．

　　［4］GJB150．10-86军用装备实验室环境试验方法第10部分:霉菌试验［S］．

　　［5］GJB150．11-86军用装备实验室环境试验方法第11部分:盐雾试验［S］．

　　［6］GJB150．9-86军用装备实验室环境试验方法第9部分:湿热试验［S］．

　　作者：姜健 张丰华 董伟